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重力波対応天体からの電磁波放射に関する理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J01329
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

藤林 翔  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード中性子星 / ニュートリノ / 重力波 / ガンマ線バースト / 元素合成 / r過程 / 金属欠乏星 / 極超新星
研究実績の概要

我々は、連星中性子星合体後に形成される、大質量中性子星と降着円盤から成る系からニュートリノによって放出される物質の性質についての研究を、数値相対論を用いたニュートリノ輻射輸送流体シミュレーションによって行った。これまで十分に考慮されて来なかった、ニュートリノの対消滅による加熱過程を考慮し、その影響を調べた結果、その効果は非常に大きく、ニュートリノによって放出される物質の性質を調べるためには対消滅加熱を考慮することが必須であることを示した。しかしながら、ガンマ線バーストに必要な、相対論的なジェットの放出は見られなかった。これは、物質密度の小さい回転軸周辺でニュートリノの加熱率が十分に大きくならないことが原因である。これは、相対論的ジェットの生成には純粋なニュートリノの効果だけではなく、磁場との相互作用によって起こる乱流が起源である有効粘性の効果が必要であることを示唆している。これについて我々は、粘性による円盤の加熱や、円盤の厚みなどの変化を考慮すれば、相対論的ジェットを生成できる可能性を示した。
また我々は、ニュートリノによって放出される物質の量について調べた。我々は、本研究で我々が用いた核物質の状態方程式では、連星中性子星の合体直後に力学的に放出される物質と同程度の質量がニュートリノによる加熱で放出されることを示した。これは、Kilonovaのエネルギー源としてニュートリノによる質量放出が重要となりうることを示唆している。更に我々は、ニュートリノによって放出される物質の中の中性子過剰度に注目した。ニュートリノによって放出される物質の中では電子ニュートリノと反電子ニュートリノの吸収反応が十分に早く起こり、放出物質中の陽子数・中性子数比は1に近づく事を示した。これは、ニュートリノによって放出される物質の中ではr過程が殆ど起こらない事を示唆している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Nucleosynthesis in Neutrino-Driven Winds in Hypernovae2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujibayashi, Takashi Yoshida, and Yuichiro Sekiguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos (NIC2016)

      巻: 0 ページ: 1-3

    • DOI

      10.7566/jpscp.14.020706

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alpha-constrained QSE Nucleosynthesis in High-entropy and Fast-expanding Material2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujibayashi, Takashi Yoshida, and Yuichiro Sekiguchi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 818 号: 1 ページ: 96-96

    • DOI

      10.3847/0004-637x/818/1/96

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleosynthesis in Neutrino-driven Winds in Hypernovae2015

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujibayashi, Takashi Yoshida, and Yuichiro Sekiguchi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 810 号: 2 ページ: 115-115

    • DOI

      10.1088/0004-637x/810/2/115

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 連星中性子星合体におけるニュートリノによる質量放出2017

    • 著者名/発表者名
      藤林 翔
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 連星中性子星合体におけるニュートリノによる質量放出2016

    • 著者名/発表者名
      藤林 翔
    • 学会等名
      第29回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(仙台市)
    • 年月日
      2016-12-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Neutrino-driven Mass Ejection from the Remnant of Binary Neutron Star Merger2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujibayashi
    • 学会等名
      Compact stars and gravitational waves
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(京都市)
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutrino-driven Mass Ejection from the Remnant of Binary Neutron Star Merger2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujibayashi
    • 学会等名
      Nuclear Physics, Compact Stars, and Compact Star Mergers 2016
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(京都市)
    • 年月日
      2016-10-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連星中性子星合体におけるshort GRBのニュートリノ駆動モデルの検証2016

    • 著者名/発表者名
      藤林 翔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Nucleosynthesis in Neutrino-Driven Winds in Hypernovae2016

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujibayashi
    • 学会等名
      14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2016-06-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極超新星のニュートリノ駆動風におけるR過程とweak r star組成2015

    • 著者名/発表者名
      藤林 翔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 極超新星における大質量原始中性子星からのneutrino-driven windとweak r 組成2015

    • 著者名/発表者名
      藤林 翔
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(豊中市)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nucleosynthesis in neutrino-driven winds from massive proto-neutron stars2015

    • 著者名/発表者名
      Sho Fujibayashi
    • 学会等名
      12th Russbach school on Nuclear Astrophysics,
    • 発表場所
      Russbach am Pass Gschutt, Austria
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大質量中性子星からのneutrino-driven windにおける重元素合成過程2014

    • 著者名/発表者名
      藤林 翔
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      山形大学(山形市)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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